Электр жєне магнетизм
Майкельсонның интерферометрінде
жүктеу/скачать 3,05 Mb.
|
УМК 2 часть
- Бұл бет үшін навигация:
- Жарық дифракциясы 17. Гюйгенс-Френель принципі. Толқындардың жолдарында кездесетін кедергілер мен бөгеттерді орап, айналып
- 19. Тоғысатын сәулелер дифракциясы (Френель дифракциясы).
- Ж арықтың дөңгелек саңылаудан (тесіктен) өткенде дифракциялануы.
- 20. Параллель сәулелердің дифракциясы (Фраунгофер дифракциясы).
| Майкельсонның интерферометрінде S жарық көзінен шықан монохромат сәуле P1 жартылай мөлдір пластинада 1/ және 2// екі сәулеге бөлінеді. Бұл сәулелер М1 және М2 айналарынан шағылып, P1 көмегімен бір шоққа жиналады, мұнда 1/ және 2 сәулелер арқылы интерференциялық сурет пайда болады. Компенсациялайтын пластина P2 2 сәуленің жолына, 2 сәуле 1 сәуле сияқты пластинадан екі рет өту үшін орналастырылады. Пайда болған интерференциялық сурет сәулелердің жол айырымының кез келген аз өзгерісіне өте сезімтал болады (мысалы, айналардың біреуінің ығысуына).
Жарық дифракциясы 17. Гюйгенс-Френель принципі. Толқындардың жолдарында кездесетін кедергілер мен бөгеттерді орап, айналып өту құбылысы дифракция деп аталады. Кең мағынада, дифракция деп жарықтың түзу сызықты жолдан бұрылу құбылысы айтылады. Яғни, толқынның түзу сызықты таралуынан, геометриялық оптиканың заңдарынан ауытқуы дифракция деп аталады. Дифракцияны Гюйгенс принципі түсіндіреді - екінші ретті толқындар бірінші ретті толқындардың алдындағы кедергілер мен бөгеттерден бұралып айналып өтеді. Френель Гюйгенс принципін екінші ретті толқындардың когерентті болуымен және олардың интерференциясымен толықтырды. Гюйгенс – Френель принципі бойынша S жарық көзінен шыққан жарық толқыны екінші ретті когерентті толқындардың суперпозициясы (қосындысы) ретінде өрнектеледі, екінші ретті толқындар болса, екінші ретті жарық көздерінен таралады. Ал, екінші ретті жарық көздері дегеніміз S жарық көзін қамтып жататын кез келген тұйық беттің шексіз аз элементері. 18. Френель зоналары. Біртекті ортада S нүктелік жарық көзінен таралатын жарық толқынының амплитудасын кез келген М нүктесінде қарастыралық. Гюйгенс – Френель принципі бойынша жарық көзінің әсерін жорамал жарық көздермен алмастырайық. Бұл жорамал жарық көздері S жарық көзінен шығатын толқын фронтының беті болып табылатын ойша алынған Ф беттінде (центрі S сфералық бетте) орналасады. Осы Ф толқындық бетін ойша сақина тәрізді зоналарға бөлеміз. Ол үшін М –ді центр деп алып, көршілес сақиналардың радиустарының бір-бірінен айырмаларын жарты толқын ұзындығына тең деп аламыз. Сонда, 1, 2,… m-ші зоналардың тербеліс амплитудаларын А1 , А2 , ... Аm (бұл жағдайда ) арқылы белгілеп қорытқы тербелістің амплитудасын аламыз: А= А1 + А2 – А3 + А4 ... Толқындық бетті осылайша зоналарға бөлгенде, m-ші зонаның тербеліс амплитудасы Аm осы зонаға көршілес жатқан зоналардың тербеліс амплитудаларының арифметикалық орташа мәніне тең болады: . Онда М нүктесіндегі қорытқы амплитуда: тең болады, себебі m>>1, А1 >>Аm. Барлық Френель зоналарының ауданы -ге тең, мұдағы a – SP0 кесіндісінің ұзындығы немесе Ф сфераның радиусы, b – PM0 кесіндісінің ұзындығы. m-ші Френель зонасының сыртқы бөлігінің радиусы . Егер a=b=10см және λ=500нм болғанда, бірінші зонаның радиусы r1=0,158мм болатын еді. Осының салдарынан жарықтың S - тен М - ге қарай таралуы жарық ағынының өте жіңішке каналдың ішінен SМ бойымен, яғни түзу сызық бойымен таралғандай болады. Демек, Гюйгенс – Френель принципі жарықтың біртекті ортада түзу сызық бойымен таралуын түсіндіруге мүмкіндік береді. 19. Тоғысатын сәулелер дифракциясы (Френель дифракциясы). Тоғысатын сәулелер дифракциясы (Френель дифракциясы) – дегеніміз дифракцияны тудыратын бөгет пен дифракциялық бейненің арасы онша алыс болмаған кезде бақыланатын сфералық толқындардың дифракциясы. Ж арықтың дөңгелек саңылаудан (тесіктен) өткенде дифракциялануы. S жарық көзінен таралатын сфералық толқын жолына дөңгелек саңылауы бар экран қоялық. Дифракциялық бейненің түрі осы саңылауға сиятын Френель зоналарының санына тәуелді. Э экранның В нүктесіндегі жарық амплитудасы , мұндағы «қосу» белгісі саңылау Френель зоналарының m тақ санын ашқанда жазылады, ал «алу» белгісі саңылау Френель зоналарының m жұп санын ашқанда жазылады. Дифракциялық бейненің пішіні мен түрі центрі В нүктесінде кезектесіп орналасқан қара қоңыр және жарық (ақ) сақиналар сияқты болады (егер m жұп болса, онда орталық сақина қара қоңыр болады, егер m тақ болса, онда орталық сақина ақ болады). Жарықтың дискте дифракциялануы. S нүктелік жарық көзінен таралатын сфералық толқын алдына диск қойылсын. Егер диск Френель зоналарының алғашқы m зонасын жабатын болса, онда Э экранның В нүктесінде тербеліс амплитудасы: Демек, В нүктесінде әрқашан бірінші ашық Френель зоналарының әсерінің жартысына сәйкес келетін интерференциялық максимум бақыланады. Орталық максимум айналасында қара қоңыр және ақ концентрлік сақиналар орналасады. 20. Параллель сәулелердің дифракциясы (Фраунгофер дифракциясы). жүктеу/скачать 3,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|